實例研究數(shù)控加工中對UG軟件的應(yīng)用與改進(jìn)措施

賀毅

摘 要：隨著計算機(jī)技術(shù)在機(jī)械加工制造行業(yè)中的推廣和適應(yīng)，UG軟件在現(xiàn)代制造業(yè)中有著極其重要的地位。本文基于在UG軟件在數(shù)控加工中的應(yīng)用，詳細(xì)介紹了UG軟件的先進(jìn)技術(shù)。UG軟件不僅為編程人員縮短了編程時間，而且還提高可數(shù)控加工的精確性和安全性能。

關(guān)鍵詞：UG軟件；數(shù)控加工；先進(jìn)技術(shù)；編程；應(yīng)用

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0087-01

UG軟件的數(shù)控加工程序除了對零件進(jìn)行加工，還能夠?qū)?shù)控機(jī)床的刀具形狀、尺寸大小以及走到路徑等工藝進(jìn)行加工。由于UG軟件具有較強(qiáng)的自動編程數(shù)字處理能力、自動生成數(shù)控程序、程序自檢、后置處理程序等特點(diǎn)，總而言之，UG軟件之所以能夠在數(shù)控加工中得到了廣泛應(yīng)用，則是因為UG軟件能為機(jī)械零件產(chǎn)品從圖形設(shè)計、建立模型、結(jié)構(gòu)分析、加工過程的運(yùn)動仿真到加工程序生成等提供整套的解決方案，所以其在數(shù)控加工中具有一定的優(yōu)勢，對于機(jī)械加工制造行業(yè)的發(fā)展也有著重要的意義。

1 UG軟件包含模塊的功能

1.1 CAD模塊

第一，可以為機(jī)械零件產(chǎn)品提供形狀實際，可以生成和編輯零件的曲線?？偟膩碚f，就是建立機(jī)械零件產(chǎn)品的模型。第二，CAD模塊中有多種加工工具，甚至還能讓用戶從UG軟件的三維實體模型中得到模型的二維的工程圖。第三，CAD模塊具有鈑金零件建模功能，在生成復(fù)雜的鈑金零件的同時，還可以對其進(jìn)行參數(shù)編輯。第四，CAD模塊在模擬實際機(jī)械裝配的過程中，可以利用自上而下或者自下而上的兩種裝配方式，將零散的零件圖形裝配成一個完整的機(jī)械圖形。第五，CAD模塊不但為設(shè)計者提供了一個能夠與UG軟件的三維建模完全吻合的模具設(shè)計環(huán)境，而且還激發(fā)了用戶對模具的設(shè)計產(chǎn)生興趣。

1.2 CAM模塊

CAD模塊具有粗加工的單個以及多個型腔的功能，模型能夠通過加工設(shè)計精度低、有曲面間隙和形狀重疊的容腔銑削。CAM模塊在數(shù)控加工的過程中，為所有基于UG軟件下的加工模塊提供了最基礎(chǔ)的框架。用戶在對模型進(jìn)行后處理程序的時候，可以建立自己的加工后置處理程序。另外，CAD模塊可以對零件進(jìn)行2軸和4軸的線切割加工，以及多種線切割方式。

1.3 CAE模塊

CAE模塊對刀具的選擇也是有規(guī)定的，基于道具會對模具零件加工成本、質(zhì)量和效率產(chǎn)生直接性影響，因此正確應(yīng)用道具非常關(guān)鍵。模具型數(shù)控銑削加工期間，所選道具比較常見的包括球頭刀、平段立銑刀、錐度銑刀以及圓角立銑刀等。除此之外，在加工模具型腔期間，必須保證刀具與以下原則相符合：

（1）應(yīng)該嚴(yán)格依照被加工型面的形狀對刀具類型進(jìn)行選擇。對凹形表面展開精加工或者半精加工過程中，對球頭刀進(jìn)行選擇的主要目的在于確保其表面質(zhì)量更加精良。粗加工期間，對圓角立銑刀或者平段立銑刀進(jìn)行選擇的主要原因在于球頭刀存在交叉的切削條件。如果是凸形表面，那么在展開粗加工過程中，通常會選擇圓角立銑刀或者平端立銑刀，但是對凸形表面進(jìn)行精加工時選擇圓角立銑刀的主要原因在于圓角立銑刀本身幾何條件明顯優(yōu)于平端立銑刀。在帶脫模斜度側(cè)面中，通常會對錐度銑刀進(jìn)行選擇，盡管平端立銑刀同樣能夠加工斜面，若真的選用平端立銑刀，一方面會因為較長的加工路徑而對加工效率產(chǎn)生影響，另一方面還會磨損加工刀具，進(jìn)而對加工精度產(chǎn)生影響。（2）應(yīng)該依照自大到小原則對刀具進(jìn)行選擇。因為模具型腔本身曲面類型比較多，因此，在加工零件過程中，避免僅對一種刀具進(jìn)行選擇與應(yīng)用。而且無論是精加工或者粗加工，均必須對大直徑刀具進(jìn)行選擇。其原因是刀具直徑和加工路徑長度呈正相關(guān)性，一方面會導(dǎo)致加工效率的下降，另一方面刀具磨損也會直接影響到加工質(zhì)量。（3）根據(jù)型面曲率對刀具進(jìn)行選擇。精加工過程中，應(yīng)該對半徑比被加工零件輪廓圓角半徑小的相關(guān)刀具進(jìn)行選擇，特別是在加工零件拐角過程中，應(yīng)該對比拐角位置圓角半徑小的刀具進(jìn)行選擇，同時選擇圓弧插補(bǔ)模式加工零部件拐角，其原因是該方法能夠有效避免選擇直角插補(bǔ)而產(chǎn)生過切的情況。粗加工期間，第一步應(yīng)該明白選擇直徑較大刀具的價值，第二應(yīng)該知曉直徑較大刀具會將余量留在零部件輪廓拐角的位置，該情況下就需要對粗加工后余量給精加工或者半精加工刀具導(dǎo)致的切削負(fù)荷加以考慮，通常該因素會導(dǎo)致精加工切削力產(chǎn)生改變，繼而損壞刀具。（4）粗加工過程中，應(yīng)該盡量對圓角立銑刀進(jìn)行選擇，其原因是圓角立銑刀能夠在工件和刀刃接觸面給出切削力變化，同時在保證質(zhì)量的同時也延長了刀具的使用壽命。另一方面，選擇圓角立銑刀進(jìn)行粗加工是因為汽其比球頭刀具有更好的切削條件，而相比于平段立銑刀，能夠留下均勻精加工余量，具體如圖1，這個條件非常有利于后續(xù)加工。

2 數(shù)控加工中對UG軟件的應(yīng)用及數(shù)控加工程序流程

2.1 UG軟件在數(shù)控加工中的應(yīng)用

為虛擬化的加工制造建立環(huán)境。用戶可以在UG軟件下根據(jù)實際加工制造的情況，建立虛擬化的加工制造環(huán)境。在此虛擬化的加工制造環(huán)境下，用戶可以選擇數(shù)控機(jī)床的模型，以及可以定義刀具、工件毛坯模型。虛擬化加工制造環(huán)境的整個建立過程之所以是在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行的，則是因為只有這樣才可以確保虛擬制造環(huán)境與實際加工環(huán)境的一致性。

2.2 UG軟件數(shù)控加工程序的流程

在UG軟件中進(jìn)入具有建模功能的模塊，利用仿真功能對零件模擬做出仿真圖，從而進(jìn)行零件產(chǎn)品設(shè)計。在數(shù)控模擬加工的過程中，模擬的零件是否符合設(shè)計的要求。當(dāng)模擬的零件達(dá)到預(yù)期效果后，則利用UG軟件的后處理程序?qū)ζ渖蓴?shù)控代碼，從數(shù)控代碼中得出刀位的軌跡文件。由于數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)只能識別G代碼和M代碼數(shù)控指令，其次，數(shù)控系統(tǒng)是由不同數(shù)控設(shè)備組成的，多以既有不同的加工程序格式，所以為了數(shù)控機(jī)床的正確驅(qū)動，必須要將刀位的軌跡文件轉(zhuǎn)換成能夠識別的后處理程序，從而再進(jìn)行后處理而生成的數(shù)控代碼，具體如圖2。

3 結(jié)語

總而言之，UG軟件在機(jī)械加工制造行業(yè)和數(shù)控機(jī)床加工發(fā)揮著重要的作用。其不但提高了零件從設(shè)計到制造的銜接性以及零件的加工質(zhì)量和效率，而且還能夠方便的建立零件的幾何模型，縮短了零件產(chǎn)品的工藝準(zhǔn)備時間以及節(jié)省了編程時間。

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